RU

Формализация понятия капилляра круглого поперечного сечения с учетом краевого угла смачивания

  • Номер: 2-3 (374-375), 2020
  • Страницы: 61—64
  • Раздел: Пищевая инженерия, процессы, оборудование и автоматизация пищевых производств
  • Авторы: В.Г. Жуков, В.М. Чесноков, Н.Д. Лукин
  • Аннотация:

    Расчеты процессов распределения и переноса жидкости в пористых средах основаны на учете ее капиллярных свойств в поровом пространстве. От степени заполнения капиллярной жидкостью порового пространства зависит интенсивность протекающих в нем процессов. Капиллярной жидкостью заполняются поры только малого размера. Поры большего размера остаются незаполненными. Однако отсутствует аналитическое обоснование величины поперечного размера поры с учетом краевого угла смачивания, больше которого она не может заполняться жидкостью за счет капиллярных сил. С этих позиций рассмотрено понятие предельного поперечного размера капилляра в условиях его смачивания жидкостью. Получена расчетная формула наибольшего поперечного размера модельных пор круглого поперечного сечения, относящего их к капиллярам, с учетом величины краевого угла смачивания. Предложено использовать параметр, названный удельным поверхностным натяжением лямда, для оценки влияния комплекса физических констант жидкостей на величину предельного поперечного размера капилляра. Параметр лямда представляет отношение коэффициента поверхностного натяжения жидкости к силе тяжести ее единичного объема. По полученной формуле для ряда жидкостей выполнены расчеты капилляров предельных размеров как функций углов смачивания. Результаты исследований могут быть использованы для повышения эффективности расчетов тепломассообмена в пористых средах в пищевых производствах и других аналогичных задач.

  • Ключевые слова: пористая среда, капилляр, предельный размер, мениск, удельное поверхностное натяжение

EN

Formalization concept of a capillary of the circular transverse section taking into account the contact wetting angle

  • Number: 2-3 (374-375), 2020
  • Pages: 61—64
  • Section: Food Engineering, Processes, Equipment & Automation of Food Production
  • Authors: V.G. Zhukov, V.M. Chesnokov, N.D. Lukin
  • Annotation:

    The calculations of the processes of saturation and transfer of fluid in porous media are based on taking into account of its capillary properties in the pore space. The intensity of the processes occurring in the pore space depends on the degree of filling of it by capillary liquid. Only small pores are filled with capillary fluid. Larger pores remain unfilled. However, there is no analytical justification for the transverse pore size taking into account the wetting angle of the meniscus, more than which the pore cannot be filled with liquid by capillary forces. With this in mind, the concept of the limiting transverse size of a capillary for a liquid is considered. The calculated formula for the largest transverse size of model pores of circular transverse section, which relates them to capillaries, taking into account the value of the contact wetting angle, is obtained. It is proposed to use a parameter called specific surface tension lambda to evaluate the effect of a complex of physical constants of liquids on the value of the maximum transverse size of the capillary. The parameter lambda represents the ratio of the surface tension coefficient of a liquid to the gravity of its unit volume. According to the obtained formula for a number of liquids, calculations of capillaries of limit sizes as functions of contact wetting angles are performed. The research results can be used to improve the efficiency of calculations of heat and mass transfer in porous media in food production and other similar tasks.

  • Keywords: porous medium, capillary, limiting size, meniscus, specific surface tension
DOI10.26297/0579-3009.2020.2-3.16
© 2010—2021 ФГБОУ ВО «КубГТУ». Все права защищены. Публикационная этика